智能信号灯及其控制系统的制作方法

本实用新型涉及交通信号控制技术领域，特别是涉及一种智能信号灯及其控制系统。

背景技术：

目前控制交通信号灯的切换策略主要是根据以往的车流统计数据制定的，切换策略写入控制器后，一般很少改变；但是实际上车流量数据是动态随机变化的。因此我们经常会遇到不合理的交通信号灯指示，例如：南北方向大量车辆排队等红灯变绿灯，而东西方向开着绿灯却没有车。这类现象不仅造成了交通拥堵，浪费了道路交通资源和司乘人员的时间，还浪费能源、增加了尾气排放。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种智能信号灯及其控制系统，能够根据实时车流量控制交通灯智能切换，达到优化交通通行时间，缓解交通拥堵压力的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种智能信号灯控制系统，其特征在于，包括：

图像采集装置，用于采集车流画面图像；

车流分析器，与所述图像采集装置连接，用于获取所述图像采集装置采集的车流画面图像并进行分析；

主控制器，与所述车流分析器连接，用于获取所述车流分析器的分析结果，并根据所述分析结果获取对应的信号灯切换策略；

信号灯控制器，与所述主控制器连接，用于根据所述信号灯切换策略，生成控制信号灯切换的控制指令，所述控制指令控制信号灯的切换。

优选地，所述图像采集装置为模拟摄像机。

优选地，还包括视频分配器；所述视频分配器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述输入端与所述模拟摄像机连接，所述第一输出端与所述车流分析器连接，所述第二输出端连接既有视频图像接收设备。

优选地，所述图像采集装置为网络摄像机。

优选地，还包括网络端口镜像器；所述网络端口镜像器输入端与所述网络摄像机输出端连接，输出端与所述车流分析器连接，用于将网络摄像机发送的数据帧复制出相同的镜像发送给所述车流分析器。

优选地，所述车流分析器包括根据车流画面图像识别预设范围内的车辆的图像识别模块以及获取所述预设范围内车辆数量的计数模块。

一种智能信号灯，包括以上所述的智能信号灯控制系统和信号灯；所述智能信号灯控制系统与所述信号灯连接，发送控制指令控制所述信号灯的切换。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过图像采集装置拍摄实时车流画面图像，经车流分析器进行数据分析，之后发送给主控制器计算和优化信号灯指示时长，确定切换策略，最后由信号灯控制器执行信号灯通行信号的切换，本实用新型能够根据实时动态车流量智能切换交通信号灯，达到优化交通通行时间，缓解交通拥堵压力的目的。

附图说明

图1是本实用新型智能信号灯控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例中智能信号灯的具体结构示意图；

图3是本实用新型又一个实施例中智能信号灯的具体结构示意图；

图中：1、图像采集装置；2、车流分析器；3、主控制器；4、信号灯控制器；5、信号灯；6、既有设备；7、视频分配器；8、网络端口镜像器；101、模拟摄像机；102、网络摄像机；201、图像识别模块；202、计数模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，为本实用新型一种智能信号灯控制系统的结构示意图：包括图像采集装置1、车流分析器2、主控制器3和信号灯控制器4。图像采集装置1用于采集车流画面图像，车流分析器2与图像采集装置1连接，用于获取图像采集装置1采集的车流画面图像并进行分析；车流分析器2，与图像采集装置1连接，用于获取图像采集装置1采集的车流画面图像并进行分析；主控制器3与车流分析器2连接，用于获取车流分析器2的分析结果，并根据分析结果获取对应的信号灯切换策略；信号灯控制器4与主控制器3连接，用于根据信号灯切换策略，生成控制信号灯切换的控制指令，控制信号灯的切换。

图像采集装置1的个数为两个以上，每个图像采集装置1连接一个车流分析器2并且对应一个车行方向，实时采集相应方向的车流画面图像，并将图像信息发送到车流分析器2。车流分析器2与主控制器3连接，对接收到的车流画面图像进行分析，将分析结果发送给主控制器3。主控制器3与信号灯控制器4连接，主控制器3内预设有不同车流量下的信号灯切换策略，需要说明的是，主控制器3内预设的信号灯切换策略并非传统的固定时间切换策略，而是智能的根据预设条件触发的动态策略。主控制器3根据分析结果获取信号灯切换策略，并将切换策略发送给信号灯控制器4。信号灯控制器4连接信号灯，发送控制指令执行信号灯的切换。

本实用新型能够根据实时动态车流量智能切换交通信号灯，达到优化交通通行时间的目的。

如图2所示，是本实用新型一个实施例中智能信号灯的具体结构示意图，图像采集装置1为模拟摄像机101，可以为新设的摄像机，也可以为既有的违章抓拍摄像机、交通流量监控摄像机。当使用既有模拟摄像机101，并且既有模拟摄像机101已连接有其他视频图像接收设备时，本系统采用了视频分配器7，视频分配器7可以将一路视频信号变为两路，视频分配器7输入端连接模拟摄像机101输出端，视频分配器7一路输出端连接车流分析器2，另一路输出端连接原既有设备6，达到无干扰方式提取图像，不影响原视频输出的使用。

当使用新设的模拟摄像机101时，模拟摄像机101可以连接车流分析器2，也可以利用视频分配器7的一个输出端连接车流分析器2，另一个输出端空置。

如图3所示，是本实用新型又一个实施例中智能信号灯的具体结构示意图，图像采集装置1为网络摄像机102。网络摄像机102可以通过网络与车流分析器2直接连接；还可以采用网络端口镜像器8进行连接。车流分析器2通过网络端口镜像器8连接网络摄像机102，获取网络摄像机102拍摄的车流画面图案。其中，视频数据通过既有通道传输不变，同时网络端口镜像器8复制一份相同的数据发送给车流分析器2。车流分析器2包括图像识别模块201以及计数模块202。所述图像识别模块201根据车辆特征识别设定距离内的车辆。所述计数模块202得到车流数据信息，并发送给主控制器3。

主控制器3输入端连接车流分析器2，接收车流分析器2的分析结果，并根据分析结果获取预置的信号灯切换策略，最后将信号灯切换策略发送给信号灯控制器4，信号灯控制器4根据切换策略生成对应的控制信号，发送给信号灯5，控制信号灯5进行信号切换。

工作过程如下：图像采集装置1采集车流画面图像并发送给车流分析器2，车流分析器2将采集的车流画面图像进行分析，分别得到东西南北四个方向的车流数量信息，主控制器3获取车流数量信息并进行判定，例如当东西方向车流数据大于设定值，同时南北方向车流数据小于设定值时，获得东西方向切换为绿灯，南北方向切换为红灯的切换策略，发送给信号灯控制器4执行信号灯的切换；分析结果为东西方向车流数据小于设定值，同时南北方向车流数据大于设定值时，获得东西方向切换为红灯，南北方向切换为绿灯的切换策略，发送给信号灯控制器4执行信号灯5的切换。

本实用新型实施例中的车流分析器2可以采用华为海思的Hi3510图像处理芯片进行数字图像的处理，可以采用SPCA563B芯片进行图像的识别，从而得到车流数据信息。主控制器3可以采用宏晶公司的STC89C51单片机，接收车流分析器2输入的车流量结果，进行比较后获取信号灯切换策略，并将切换策略发送给信号灯控制器4执行。

视频分配器7可以采用一进两出三个BNC接头，一进为输入端，两出为输出端，输入端与模拟摄像机101连接接收模拟摄像机101拍摄的视频信号，一个输出端连接既有的设备，另一个输出端连接主控制器3，能够在不影响既有设备6工作的情况下，实现智能实时切换信号灯的功能。

网络端口镜像器8监控原有的网络摄像机102输出端口IP，接收其发送的数据帧完全相同的复制给另一个端口，同样能够做到在不影响既有设备6工作的情况下，实现智能实时切换信号灯的功能。

采用上述技术方案后，本实用新型能够根据实时动态车流量智能切换交通信号灯，达到优化交通通行时间，缓解交通拥堵压力的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。